3.4 Микропроцессорные измерители - регуляторы

На совершенном этапе развития измерительных приборов, как средств отображения информации, все более широкое распространение получают цифровые показывающие измерительные приборы с встроенной функцией регулирования на базе микропроцессорных средств.

Назначение таких средств – отображение, регистрация и регулирование (аналоговое и дискретное) технологических параметров, изменение которых преобразовано токовый сигнал и сигнал напряжения, а также для работы с преобразователями температуры стандартных градуировок (типов НСХ).

На рис. 11 приведена обобщенная функциональная схема такого измерителя – регулятора.

Рассмотрим назначение основных функциональных блоков типового измерителя регулятора.

Блок входы

Входы служат для подключения к прибору различных типов датчиков. Для измерительных приборов количество одновременно подключаемых датчиков определяется удобством считывания информации и может быть 1, 2, 4, 6, и 8. При наличие встроенной функции регистрации на электронные носители число каналов увеличивается и может достигать двадцати и более.

Типы датчиков:

- термопреобразователи сопротивления стандартных градуировок (10М; 50М; 100М; 50П…)

- термопары стандартных градуировок; (ТХА; ТХК; ТПП…)

- датчики с выходным унифицированным токовым сигналом (0 … 5 мА; 0… 20 мА; 4…20 мА);

- датчики с выходным унифицированным аналоговым сигналом по напряжению (0…1В).

датчики

входы

Измеритель - регулятор

Рис. 11 Функциональная схема микропроцессорного измерителя -регулятора

Входы микропроцессорного прибора могут быть не универсальными – к ним могут быть подключены датчики только одного типа, и универсальные – к различным входам могут быть подключены датчики различных типов. Тип датчика в этом случае устанавливается пользователем при программировании прибора.

При измерении температуры, давления, уровня расхода и других технологических параметров датчиками с выходными унифицированными сигналами тока или напряжения для вывода на индикатор реального значения параметра измеренный сигнал масштабируется.

Блок обработки входного сигнала.

В блоке обработки входного сигнала осуществляется:

- компенсация погрешностей датчиков.

Используется для компенсации погрешностей, вносимых сопротивлениями соединительных линий (проводов) при использовании двухпроводной схемы подключения термопреобразователя сопротивления и начальной погрешности преобразования датчиков при отклонении начального значения от номинального. Коррекция осуществляется путем сдвига градуировочной характеристики датчика на заданную величину в первом случае и изменением наклона градуировочной хараетеристики на заданную величину во втором.

- цифровая фильтрация входного сигнала уменьшает влияние случайных импульсных помех на показания и предусматривает два вида фильтрации.

Первый вид позволяет защитить измерительный тракт от сильных единичных помех в случае, если текущее значение отличается от предыдущего измеренного более чем на заданное. Последнее называется «полосой фильтра». В этом случае текущее значение игнорируется и прибор производит повторное измерение. Второй вид фильтрации снижает действие небольших высокочастотных помех путем сглаживания измеренных значений за счет их усреднения.

- вычисление дополнительных величин.

В ряде измерителей – регуляторов кроме вычисления измеряемой величины предусмотрена возможность вычисления дополнительных величин. Например, возможно вычисление разности водных сигналов температуры с двух термопреобразователей сопротивления: . Наиболее часто эта возможность используется для измерения и регулирования влажности, значение которой устанавливается по психрометрической таблице. Приборы других модификаций имеют вычислитель квадратного корня сигнала с дифманометра, что используется при измерении расхода методом переменного перепада давления. Возможно вычисление среднего арифметического, максимального и минимального значений и частного измеренных величин.